攝像裝置及攝像方法
【專利說(shuō)明】攝像裝置及攝像方法
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年3月18日、申請(qǐng)?zhí)枮?01110144717.X的發(fā)明申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，該申請(qǐng)的發(fā)明創(chuàng)造名稱為攝像裝置及攝像方法。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及攝像裝置及攝像方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在數(shù)碼照相機(jī)和具有攝像功能的便攜電話等中，拍攝視場(chǎng)角的界限依賴于鏡頭的焦距、攝像元件的尺寸等裝置本身所具有的硬件規(guī)格。
[0004]因此，在全景攝影等需要獲得超過(guò)硬件規(guī)格的廣角圖像的情況下，存在如下技術(shù):在一定方向上移動(dòng)攝像裝置來(lái)進(jìn)行連拍，將獲得的多張圖像進(jìn)行合成來(lái)生成廣角圖像的技術(shù)(例如日本特開2002-027312號(hào)公報(bào))。
[0005]但是，上述現(xiàn)有技術(shù)的情形對(duì)于沿一個(gè)方向擴(kuò)大視場(chǎng)角的情況是有效的，但如果要生成沿2個(gè)方向擴(kuò)大的廣角圖像，則存在難以把握應(yīng)在連拍中對(duì)哪個(gè)方向進(jìn)行拍攝，并且難以獲得所需的圖像的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供可容易且有效地獲得生成廣角圖像所需的圖像的攝像裝置以及攝像方法。
[0007]本發(fā)明的一個(gè)方案的攝像裝置包括:攝像單元，其進(jìn)行拍攝；檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述攝像單元的拍攝方向；設(shè)定單元，其根據(jù)由所述攝像單元第I張拍攝到的基準(zhǔn)圖像，設(shè)定生成廣角圖像所需的合成用圖像的多個(gè)拍攝方向；判斷單元，其判斷由所述檢測(cè)單元檢測(cè)出的拍攝方向是否與由所述設(shè)定單元設(shè)定的多個(gè)拍攝方向中的某一個(gè)一致；和攝像控制單元，其在由所述判斷單元判斷為雙方一致的情況下，使所述攝像單元以由所述檢測(cè)單元檢測(cè)出的拍攝方向拍攝所述合成用圖像。
[0008]本發(fā)明的另一方案是具備攝像單元的攝像裝置的攝像方法，其中執(zhí)行下述步驟:檢測(cè)步驟，檢測(cè)所述攝像單元的拍攝方向；設(shè)定步驟，根據(jù)由所述攝像單元第I張拍攝到的基準(zhǔn)圖像，設(shè)定生成廣角圖像所需的合成用圖像的多個(gè)拍攝方向；判斷步驟，判斷由所述檢測(cè)步驟檢測(cè)出的拍攝方向是否與由所述設(shè)定步驟設(shè)定的多個(gè)拍攝方向中的某一個(gè)一致；和攝像控制步驟，在由所述判斷步驟判斷為雙方一致的情況下，使所述攝像單元以由所述檢測(cè)步驟檢測(cè)出的拍攝方向拍攝所述合成用圖像。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)的方框圖；
[0010]圖2為用于說(shuō)明該第I實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)I的廣角攝像模式的概念圖；
[0011]圖3為表示該第I實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)I中的鏡頭的視場(chǎng)角和按照廣角攝像模式獲得的合成圖像的關(guān)系的概念圖；
[0012]圖4為用于說(shuō)明該第I實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)I的廣角攝像模式的用戶操作的示意圖；
[0013]圖5為用于說(shuō)明該第I實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)的動(dòng)作的流程圖；
[0014]圖6為表示該第I實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)的動(dòng)作及圖像顯示部的顯示例子的示意圖；
[0015]圖7為用于說(shuō)明該第2實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)的動(dòng)作的流程圖；
[0016]圖8為表示該第2實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)的動(dòng)作及圖像顯示部的顯示例子的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。但是，發(fā)明的范圍不限于圖示例子。
[0018]A.第I實(shí)施方式
[0019]A-1.第I實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)
[0020]圖1為表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)的方框圖。在該圖中，數(shù)碼相機(jī)I包括:攝像鏡頭2、鏡頭驅(qū)動(dòng)部3、兼作光圈的快門4、CCD5、TG(Timing Generator)6、單元電路7、圖像處理部8、CPU11、DRAM12、存儲(chǔ)器13、閃存14、圖像顯示部15、鍵輸入部16、卡I/F17、以及存儲(chǔ)卡18。
[0021]攝像鏡頭2包括對(duì)焦鏡頭、變焦鏡頭等，連接有鏡頭驅(qū)動(dòng)部3。鏡頭驅(qū)動(dòng)部3包括:沿光軸方向分別驅(qū)動(dòng)構(gòu)成攝像鏡頭2的對(duì)焦鏡頭、變焦鏡頭的電動(dòng)機(jī)；按照來(lái)自CPUll的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)對(duì)焦電動(dòng)機(jī)、變焦電動(dòng)機(jī)的對(duì)焦電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、變焦電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
[0022]光圈4包括圖中未示出的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路按照從CPUll送來(lái)的控制信號(hào)使光圈4動(dòng)作。該光圈4控制從攝像鏡頭2射入的光量。CCD(攝像元件)5將經(jīng)由攝像鏡頭2、光圈4而投影的被拍攝體的光變換為電信號(hào)，作為攝像信號(hào)而輸出給單元電路7。另外，(XD5按照由TG6生成的規(guī)定頻率的定時(shí)信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)。
[0023]單元電路7包括:對(duì)從CCD5輸出的攝像信號(hào)進(jìn)行相關(guān)二重采樣處理并進(jìn)行保持的CDS (Correlated Double Sampling)電路；進(jìn)行該采樣處理后的攝像信號(hào)的自動(dòng)增益調(diào)整的AGC(Automatic Gain Control)電路；和將該自動(dòng)增益調(diào)整后的模擬的攝像信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)的A/D變換器。(XD5的攝像信號(hào)經(jīng)由單元電路7，作為數(shù)字信號(hào)而被送至圖像處理部8。另外，單元電路7按照由TG6生成的規(guī)定頻率的定時(shí)信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)。
[0024]圖像處理部8進(jìn)行:從單元電路7送來(lái)的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理(像素內(nèi)插處理、γ補(bǔ)償、亮度色差信號(hào)的生成、白平衡處理、曝光補(bǔ)償處理等)、圖像數(shù)據(jù)的壓縮擴(kuò)展(例如JPEG格式、M-JPEG格式或MPEG格式的壓縮擴(kuò)展)的處理、將多張拍攝圖像合成的處理等。另外，圖像處理部8按照由TG6生成的規(guī)定頻率的定時(shí)信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)。
[0025]CPUll是控制數(shù)碼相機(jī)I的各部分的單片微機(jī)。特別是，在本第I實(shí)施方式中，CPUll按照規(guī)定的周期(時(shí)間間隔)連拍多張圖像，將所拍攝的多張圖像按照一部分重復(fù)的方式(例如采用α混合(blend))的方式合成，并且為了生成如以廣角拍攝到的I個(gè)合成圖像而對(duì)各部分進(jìn)行控制。在后面對(duì)圖像合成的具體內(nèi)容進(jìn)行描述。
[0026]DRAM12被用作緩沖存儲(chǔ)器，對(duì)由(XD5攝像之后送至CPUlI的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行暫時(shí)存儲(chǔ)，并且用作CPUll的工作存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器13記錄有基于CPUll的數(shù)碼相機(jī)I的各部分的控制所需的程序，以及各部分的控制所需的數(shù)據(jù)，CPUll按照該程序進(jìn)行處理。閃存14、存儲(chǔ)卡18是保存由CCD5攝像的圖像數(shù)據(jù)等的記錄介質(zhì)。
[0027]圖像顯示部15包括彩色I(xiàn)XD和其驅(qū)動(dòng)電路，在處于攝像待機(jī)狀態(tài)時(shí)，將由(XD5拍攝的被拍攝體作為直通圖像而顯示，在記錄圖像的再生時(shí)，顯示從閃存14、存儲(chǔ)卡23讀出并擴(kuò)展后的記錄圖像。另外，在該第I實(shí)施方式中，在廣角攝像模式下，顯示依次將連拍的多張圖像合成而得到的合成圖像、向用戶引導(dǎo)拍攝方向的標(biāo)記等。鍵輸入部16包括快門SW、變焦SW、模式鍵、SET鍵、箭頭鍵等多個(gè)操作鍵，將與用戶的按鍵操作相對(duì)應(yīng)的操作信號(hào)輸出給CPU11。在卡I/F17上，經(jīng)由數(shù)碼相機(jī)I主體的圖中未示出的卡槽可裝卸地安裝有存儲(chǔ)卡18。
[0028]圖2為用于說(shuō)明本第I實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)I的廣角攝像模式的概念圖。例如，在數(shù)碼相機(jī)I中，假定對(duì)圖2所示的景色進(jìn)行拍攝的情況。為了對(duì)所希望的范圍的景色進(jìn)行拍攝，與該數(shù)碼相機(jī)I的攝像系統(tǒng)的視場(chǎng)角S相比較，需要更寬的視場(chǎng)角。因此，在一次的拍攝中，無(wú)法將所希望的景色完全拍攝下來(lái)。
[0029]另外，在下面的說(shuō)明中，為了明確拍攝范圍、拍攝視場(chǎng)角等，如圖3所示那樣對(duì)圖2的景色進(jìn)行圖形化來(lái)說(shuō)明。在圖3中，視場(chǎng)角SI為最終生成的寬視場(chǎng)角的圖像的尺寸(視場(chǎng)角)，其外側(cè)是區(qū)域外，即使被拍攝在最終的圖像中也不會(huì)保留。
[0030]該第I實(shí)施方式中，在存儲(chǔ)器(DRAM12)上確保圖像寫入用的排列。為了方便起見(jiàn)，在本第I實(shí)施方式中將其稱為畫布(canvas)。該畫布表示了所生成的寬視場(chǎng)角的合成圖像所再現(xiàn)的拍攝范圍。即，將所拍攝的多張圖像按照一部分重復(fù)的方式對(duì)位并合成，寫到畫布上。然后，從合成的圖像中提取寫到畫布上的圖像的區(qū)域，由此生成寬視場(chǎng)角的圖像。
[0031]本第I實(shí)施方式中，將在廣角攝像模式下拍攝的最初的拍攝圖像作為基準(zhǔn)圖像(相當(dāng)于圖3的視場(chǎng)角S的圖像)，將該基準(zhǔn)圖像的縱橫例如分別擴(kuò)大至2倍的尺寸的區(qū)域設(shè)為畫布(圖3的拍攝區(qū)域SI)，并且，將基準(zhǔn)圖像貼于畫布的中心。另外，畫布的尺寸也可為縱橫2倍以外。
[0032]另外，基準(zhǔn)圖像未必在畫布的中心，也可在例如左上角、右上角等處。然后，將已拍攝的多張圖像按照其一部分與基準(zhǔn)圖像(或合成圖像)重復(fù)的方式對(duì)位并合成后寫到畫布上。作為對(duì)位的方法，例如考慮塊匹配等方法。另外，在進(jìn)行寫入的情況下，考慮進(jìn)行投射變換等處理，采用α混合等方式進(jìn)行重疊的方法。
[0033]圖4為用于說(shuō)明該第I實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)I的廣角攝像模式中的用戶操作的示意圖。如果用戶針對(duì)所希望的景色例如在中央部按下快門SW(半按一全按)，則在數(shù)碼相機(jī)I中，在規(guī)定的定時(shí)拍攝用于獲得寬視場(chǎng)角的合成圖像的圖像。用戶為了拍攝獲得寬視場(chǎng)角的合成圖像所需的全部的圖像，需要如圖中的箭頭所示那樣，按照描畫圓的方式為了改變數(shù)碼相機(jī)I的